(专家评审后)深基坑顶管专项施工方案.doc

第一章 工程概况1.1管道工程概况1.1.1污水管工程概况本项目污水工程设计为双排管（北侧为主管，南侧为辅管），污水管位于道路中心线两侧18m侧分带下，主管埋深在515.3米，工作坑开挖深度也超过5米，均为深基坑作业施工。辅管埋深在4.07.0米，北侧主管W17-W88为d1000-d1800mm主管道采用III级钢筋砼钢承口管，采用机械顶管施工，顶管工作井及接收井采用钢筋砼护壁逆作法施工，工作井和作业井交错布置。南侧辅管采用明挖基坑施工，小于DN800管道采用HDPE双壁波纹管，管顶覆土小于等于4米管道采用环刚度SN8级，管顶覆土大于4米管道采用环刚度SN12.5级，大于等于DN800管道采用玻璃钢夹砂管道。1.1.2雨水管工程概况 本工程雨水管道设计为双排管（南侧为主管，北侧为辅管）雨水管位于道路中心线两侧15m侧分带下，采用明挖基坑法进行施工，开挖深度3.0m8.0米。小于DN800管道采用HDPE双壁波纹管，环刚度SN8，大于等于DN800管道采用玻璃钢夹砂管道。顶管施工计划表井号井深井底标高年平均最高水位标高降水高度长度管道作业方式降水方式支护形式W17工作井7.7 380.5 387.1 6.6 56人工顶管3个降水井钢筋砼护壁W18接收井7.2 380.4 387.1 6.7 3个降水井钢筋砼护壁56人工顶管W19工作井7.1 380.4 387.1 6.7 3个降水井钢筋砼护壁50.2人工顶管W20接收井7.1 380.1 387.1 7.0 3个降水井钢筋砼护壁62人工顶管W21工作井7.5 380.0 387.1 7.1 3个降水井钢筋砼护壁62人工顶管W22接收井7.7 380.0 387.1 7.1 3个降水井钢筋砼护壁64.89人工顶管W23工作井8.0 379.8 387.1 7.3 3个降水井钢筋砼护壁62人工顶管W24接收井8.2 379.7 387.1 7.4 3个降水井钢筋砼护壁62人工顶管W25工作井8.0 379.6 387.1 7.5 3个降水井钢筋砼护壁62人工顶管W26接收井7.9 379.6 387.1 7.5 3个降水井钢筋砼护壁62人工顶管W27工作井7.8 379.5 387.1 7.6 3个降水井钢筋砼护壁62人工顶管W28接收井7.7 379.5 387.1 7.6 3个降水井钢筋砼护壁48人工顶管W29工作井7.6 379.4 387.1 7.7 3个降水井钢筋砼护壁50.36人工顶管W30接收井7.6 379.3 387.1 7.8 3个降水井钢筋砼护壁62人工顶管W31工作井7.4 379.2 387.1 7.9 3个降水井钢筋砼护壁62人工顶管W32接收井7.3 379.1 387.1 8.0 4个降水井钢筋砼护壁62人工顶管W33工作井7.2 379.1 387.1 8.0 4个降水井钢筋砼护壁62人工顶管W34接收井7.3 379.0 387.1 8.1 4个降水井钢筋砼护壁62人工顶管W35工作井7.5 378.9 387.1 8.1 4个降水井钢筋砼护壁62人工顶管W36接收井7.8 378.9 387.1 8.2 4个降水井钢筋砼护壁62人工顶管W37工作井8.0 378.8 387.1 8.3 4个降水井钢筋砼护壁62人工顶管W38接收井8.1 378.8 387.1 8.3 4个降水井钢筋砼护壁62人工顶管W39工作井7.9 378.7 387.1 8.4 4个降水井钢筋砼护壁62人工顶管W40接收井7.8 378.6 387.1 8.5 4个降水井钢筋砼护壁42.17人工顶管W41工作井8.0 378.3 387.1 8.8 4个降水井钢筋砼护壁68人工顶管W42接收井7.9 378.2 387.1 8.9 4个降水井钢筋砼护壁68人工顶管W43工作井7.8 378.2 387.1 8.9 4个降水井钢筋砼护壁68人工顶管W44接收井8.0 378.1 387.1 9.0 4个降水井钢筋砼护壁68人工顶管W45工作井8.2 378.0 387.1 9.1 4个降水井钢筋砼护壁68人工顶管W46接收井8.5 378.0 387.1 9.1 4个降水井钢筋砼护壁68人工顶管W47工作井8.8 377.9 387.1 9.2 4个降水井钢筋砼护壁68人工顶管W48接收井8.9 377.7 387.1 9.4 4个降水井钢筋砼护壁68人工顶管W49工作井8.8 377.7 387.1 9.4 4个降水井钢筋砼护壁68人工顶管W50接收井8.6 377.6 387.1 9.5 4个降水井钢筋砼护壁68人工顶管W51工作井8.5 377.5 387.1 9.6 4个降水井钢筋砼护壁68人工顶管W52接收井8.7 377.4 387.1 9.6 4个降水井钢筋砼护壁68机械顶管W53工作井9.0 377.4 387.1 9.7 4个降水井钢筋砼护壁68机械顶管W54接收井9.2 377.3 387.1 9.8 4个降水井钢筋砼护壁68机械顶管W55工作井9.6 377.1 387.1 9.9 4个降水井钢筋砼护壁68机械顶管W56接收井9.9 377.1 387.1 10.0 4个降水井钢筋砼护壁68机械顶管W57工作井10.2 377.0 387.1 10.1 5个降水井钢筋砼护壁68机械顶管W58接收井10.0 376.9 387.1 10.2 5个降水井钢筋砼护壁68机械顶管W59工作井9.5 376.9 387.1 10.2 5个降水井钢筋砼护壁68机械顶管W60接收井9.0 376.8 387.1 10.3 5个降水井钢筋砼护壁68人工顶管W61工作井8.4 376.7 387.1 10.4 5个降水井钢筋砼护壁56.2人工顶管W62接收井8.0 376.5 387.1 10.6 5个降水井钢筋砼护壁68人工顶管W63工作井6.7 376.5 387.1 10.6 5个降水井钢筋砼护壁68人工顶管W64接收井5.4 376.4 387.1 10.7 5个降水井钢筋砼护壁68人工顶管W65工作井5.7 376.3 387.1 10.8 5个降水井钢筋砼护壁62.34人工顶管W66接收井8.6 376.2 387.1 10.9 5个降水井钢筋砼护壁80机械顶管W67工作井11.2 376.1 387.1 11.0 5个降水井钢筋砼护壁80机械顶管W68接收井11.2 376.0 387.1 11.1 5个降水井钢筋砼护壁80机械顶管W69工作井10.9 375.9 387.1 11.2 5个降水井钢筋砼护壁80机械顶管W70接收井10.6 375.8 387.1 11.3 5个降水井钢筋砼护壁80机械顶管W71工作井10.3 375.8 387.1 11.3 5个降水井钢筋砼护壁80机械顶管W72接收井10.8 375.7 387.1 11.4 5个降水井钢筋砼护壁56机械顶管W73工作井11.2 375.6 387.1 11.5 5个降水井钢筋砼护壁51.18机械顶管W74接收井11.2 375.5 387.1 11.6 5个降水井钢筋砼护壁80机械顶管W75工作井12.2 375.4 387.1 11.7 5个降水井钢筋砼护壁80机械顶管W76接收井12.8 375.3 387.1 11.8 5个降水井钢筋砼护壁80机械顶管W77工作井12.7 375.2 387.1 11.9 5个降水井钢筋砼护壁80机械顶管W78接收井12.4 375.2 387.1 11.9 5个降水井钢筋砼护壁80机械顶管W79工作井12.4 375.1 387.1 12.0 5个降水井钢筋砼护壁80机械顶管W80接收井12.9 375.0 387.1 12.1 5个降水井钢筋砼护壁80机械顶管W81工作井13.5 374.8 387.1 12.3 5个降水井钢筋砼护壁80机械顶管W82接收井14.0 374.7 387.1 12.4 5个降水井钢筋砼护壁80机械顶管W83工作井14.4 374.7 387.1 12.4 5个降水井钢筋砼护壁80机械顶管W84接收井14.9 374.6 387.1 12.5 5个降水井钢筋砼护壁80机械顶管W85工作井15.3 374.5 387.1 12.6 5个降水井钢筋砼护壁80机械顶管W86接收井15.1 374.4 387.1 12.7 5个降水井钢筋砼护壁80机械顶管W87工作井15.0 374.3 387.1 12.8 5个降水井钢筋砼护壁100.79机械顶管W88接收井14.8 374.2 387.1 12.9 5个降水井钢筋砼护壁1.2地质水文状况1.2.1地层结构 地层结构自上而下分层为：填土、黄土状土、细中砂、圆砾、粉质粘土。填土（Q4ML）：黄褐色，以粘性土为主，含植物根系等，土层厚度0.4m0.5m。黄土状土（Q4aL）：褐黄色，硬塑可塑，湿饱和。具针孔及发育，可见小颗料钙质结核及云母片，偶见蜗牛壳，结构松散。土层厚度4.40m8.30m，厚底深底5.7m8.0m。细中砂（Q4aL）：褐黄色，稍密密实，颗料矿物成分主要以石英、长石、为主，可见云母碎片，颗粒均匀，级配较差；该层夹粉土薄层。层厚0.4m2.9m，层底深度6.1m10.8m。圆砾（Q4aL）：黄褐色或杂色，中密密实，饱和。该层以中粗砂填充为主；颗粒成份主要为花岗岩、石英岩、长石、石英等。粉质粘土（Q4aL）：褐黄灰黄色，硬塑可塑，饱和，土质均匀，含氧化铁条纹，粘性较好，含钙质结核，见少量蜗牛壳残片。1.2.2水文地质条件1、地下水：根据岩土工程勘察中间报告实测2012年9月的勘察结果，实测场地地下水位埋深为7.9m8.9m，属潜水类型，勘察期间所测地下水位接近年地下水位的低水期水位。根据调查，耕种灌溉时水位明显上升，旱季抽水灌溉时，地下水位下降显著，夏季阴雨连绵时，地下水位可大幅度上升，故场区地下潜水位年变化幅度建议按3.0m5.0m考虑。2、地表水：拟建道路位于泾河北岸，距泾河最近处约1km，本次勘察范围内道沿线没有其它地表水体，可不考虑地表水对道路的影响。1.3施工平面布置本工程为最大限度发挥机械设备的效率，搞好现场文明施工，现场必须要求科学合理的平面布置，拟作如下施工总平面布置：1、项目部选址于K2+420南侧征地范围内。钢筋加工场和材料堆放场选址于K2+400北侧原当地预制楼板场，该场地已经硬化处理且排水设施健全，满足施工规范要求。2、施工现场所在区域交通相对方便，各施工区均可从K2+540北侧的河李村村道相交处的便道直接到达，满足机械、设备、人员进场条件。 3、临时供水、供电施工、生活用水采用在项目部驻地钻井取水，然后用水管引入作业用水点。水管遇路口等设施则埋地通过。施工用电采用分区供电形式，现已联系电力公司，计划装配二台200KW变压器，目前已装配1台200KW的变压器。所有电缆均采用架空敷设，禁止将电缆放在其他管道上面或下面平行铺设。配电箱分布在有用电设备的地方，箱内需设置自动空气开关、漏电开关、闸刀（三相或单相根据负荷类型确定），各配电箱必须作重复接地，现场所有设备必须实施一机一闸一漏电开关制，并配备1组发电机组。施工用电的主干线按三相五线制架设，供电电压380V。井内及顶管动力采用380V交流电，但其内部的照明用电采用36V安全电压。第二章 编制依据1、陕西省西咸新区泾河新城高泾南路一期市政工程施工图设计2、施工区域的水文、地质勘查资料3、建设部危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知（建制【2009】87号文）4、建设工程安全生产管理条例国务院令第393号5、给水排水工程顶管施工技术规程（CECS 2462008）6、给排水管道工程施工及验收规范（GB502682008）7、建筑基坑支护技术规程（JTJ12099）8、施工现场临时用电安全技术规范(JTJ262005)9、建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）10、湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程（JGJ1672009）11、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2011）12、建筑与市政降水工程技术规范(JGJT111-98)第三章 施工计划3.1主要工程数量污水管顶管施工5638米；污水管明挖施工14778米；雨水管明挖施工22200米。3.2施工进度计划：充分利用施工场地计划每项施工任务采用多个施工班组平行流水作业法安排施工。施工总工期：2012年10月282013年8月28日 1、污水管顶管施工计划2012年10月282013年2月10日（计划每天完成60米，90天完成施工）。2、污水管明挖施工计划2012年10月282013年3月10日（计划每天完成120米，120天完成施工）。3、雨水管明挖施工计划2012年10月282013年4月5日（每天200米计划150天完成施工）。3.3机械设备进场计划安排表3-1 拟投入的主要机械设备表序号设备名称规格型号数量制造年份额定功率(kW)生产能力用于施工部位备注1顶管机TPND-20502台200940良好管道6千斤顶设备32T13套200612良好管道已进场6履带式挖掘机PC2206台2006良好管道长臂7自卸汽车10T3台2004良好管道8水泵QS322560台20084良好管道9汽车式起重机QY253台2004良好管道15钢筋调直机GT4-81台20023.0良好护壁16交流电焊机BX-3001台200220良好护壁17钢筋弯曲机TYB-HD42D1台20001.5良好护壁18钢筋切断机GT1-41台20037.5良好护壁19砼输送泵HBT601台2003良好护壁20平板式振动器ZW30-123台20031.5良好护壁21插入式振动器ZX-255台20021.5良好护壁表3-2拟配备本工程的试验和检测仪器设备表序号仪器设备名称型号规格数量国别产地制造年份用途备注1全站仪南方2台北京2006测量、监测2水准仪S34台苏州2005测量、监测3激光经纬仪J2-22台苏州2005测量、监测4钢卷尺50m6广州2008测量、监测5钢卷尺5m20广州2008测量、监测6激光垂直仪-1台广州2008混凝土检测7磅秤200Kg3台广州2006配制水泥浆8试模1501501506沈阳2008混凝土试样第四章 沿线调查道路沿线地势较为平坦，最大高差7米左右，K4+600K4+800、K5+200K5+700路段道路穿过村庄，拆迁量较为集中，民房以12层砖混建筑为主，其余路段大部分为农田。K3+860处道路与包茂高速公路复线（南北走向）相交。K3+948处与泾惠灌区南干泄水渠相交，泄水渠为梯形段面，渠顶高程与两侧地表高程相当，上口宽9.4m，底口宽0.4m，深度2.7m有常流水。K2+620道路红线内有一处高压电杆。已上报要求拆除，待拆除后再进行该段管道施工。本工程范围内基本为农业用地，无任何现状排水管网。第5章 顶管施工设计方案5.1人工顶管工作井、接收井尺寸的确定5.1.1工作井尺寸 工作井设于井孔位置，其应有足够的空间和工作面，保证下管、安装顶进设备的操作空间，工作井可按如下公式： 底宽W=D+(2.02.4) 式中W工作井底宽度m)； D被顶进管子外径(1.2-2.16m) 底长L=L1+L2+L3+L4+L5 式中L工作井底长m) L1管子顶进后，尾压在导轨上的最小长度，此处取0.5m； L2每节管子长度(m)，此处取2米； L3出土工作间隙，根据出土工具确定，此处取1.5m； L4千斤顶长度m，此处取1.5m； L5后背所占工作井厚度(m)，此处取0.8m。 由于本工程的顶管直径为DN1000-DN1800，采用人工顶管工作井的井室尺寸:W x L=5 m x 6.5 m 5.1.2接收井尺寸接收井内最小宽度B=D1+2*1000；最小长度应满足顶管机在井内拆除和吊出的需要，并应满足管道连接的工艺要求，接收井人工顶管长度取2.0m，宽度取4.5m。式中D1-顶管机外径（mm）5.2机械顶管工作井、接收井尺寸的确定由于本次机械顶管施工主要位于圆砾层，该层以中粗砂填充为主，因些采用泥水平衡式顶管机。5.2.1工作井尺寸机械顶管时工作井的最小长度应取按顶管机长度确定的和下井管节长度中数值较大的。1、 按顶管机长度确定 LL1+L3+K=5.5+2.5+1.6=9.6 L工作井的最小内净长度； L1顶管机下井时的最小长度，如采用刃口顶管机应包括接管长度（m）； L3千斤顶长度，一般可取2.5m； K后座和顶铁的厚度及安装富余量，可取1.6m。2、 按下井管节长度确定时 LL2+L3+L4+K=7.6 L2下井管节长度（m）钢筋砼管可取2.53.0m；L4留在井内的管节最小长度，可取0.5m。 因些得出采用顶管机顶管工作井长度取9.6m3、 工作井最小宽度由于我部顶管施工的工作井均为深工作井（深度在9m15m）： B=3D1+(2.02.4）=7.47.8m机械顶管工作井的最小宽度为7.4m，长度为9.6m。5.2.2接收井尺寸接收井内最小宽度B=D1+2*1000；最小长度应满足顶管机在井内拆除和吊出的需要，并应满足管道连接的工艺要求，接收井人工顶管长度取5.5m，宽度取6m。式中D1-顶管机外径（mm）5.3井的深度井的深度由设计高程和基础底板的厚度决定。因此，设计院设计的污水井满足工作井、接收井满足实际需要。5.4支护设计工作井、接收井采用钢筋砼护壁逆作法支护，混凝土采用C30商品混凝土浇筑而成，开挖深底根据地质情况决定，按1：0.1进行放坡，首层开挖深度不大于3.0m。每3.0m设为一阶，井四周采用C15砼截水沟，井底设置集水井，各层支护厚度及配筋详见下图。5.4.1工作井结构设计图1、 工作井平面布置图（按开挖最深15m计）2、工作井钢筋布置图3、 工作井防护布置图4、排水沟大样图5.5工作井设计计算书：5.5.1设计条件1、本工程位于泾河新城，取最不利工作井井深15米进行计算，钢筋混凝土整体深井结构：净尺寸11.213.415（长宽高）；2、混凝土强度等级：C30；3、钢筋采用HRB335（）级热轧钢筋；4、钢筋保护层厚度：壁板35mm,底板40mm；5、回填土重度：18KNm3 ；6、选用汽-20荷载等级（20Nm2）7、地基承载力fa=200KPa，内摩檫角=30.5.5.2壁板计算井护壁厚度计算如下，支护混凝土等级选定为C30。1、土压力计算：查公路施工手册-桥涵，土压力按库仑公式计算,Ea=rhtg2(450- /2)式中：Ea=主动土压力（kPa）r=18（KN/m3）土天然重度 =坑壁土平均内摩擦角（200） h=基坑深度（m） Ea=18*15* tg2(450-200/2)=132（kPa）首层3m Ea=18*6* tg2(450-200/2)=26.4（kPa）2、护壁厚度计算：d= kEaD/2fc式中：k=1.65安全系数（查建筑工地施工计算手册）D=基坑井壁直径（m） Ea=主动土压力（kPa）fc=混凝土早期抗压强度（kPa）,查施工手册第四版得弹性模量E（3*104N/mm2）=1.65*132*13.4*/3*104/2=0.45m首层3m时d=1.65*26.4*13.4*/3*104/2= 0.09m结论：首层护壁厚度30cm，以后每层增加10cm满足要求。5.5.2、配筋计算1、设计要求:结构安全等级: 一级混凝土强度等级: C30钢筋等级: HRB335弯矩设计值 M50.000000（kN-m）轴心力设计值 N224.000（kN）矩形截面宽度 b5500.0改为（mm）矩形截面高度 h1000.0改为15000（mm）钢筋合力点至截面近边的距离 aa35.0（mm） 2、计算参数:根据设计要求查规范得:重要性系数 01.0混凝土C30的参数为:系数 11.00系数 10.80混凝土轴心抗压强度设计值 fc14.3（N/mm2）混凝土轴心抗拉强度设计值 ft1.43（N/mm2）正截面混凝土极限压应变 cu0.00330钢筋HRB335的参数为:钢筋抗拉强度设计值 fy300（N/mm2）钢筋弹性模量 Es2.0（100000N/mm2） 3、计算过程:截面有效高度:h0ha965.0（mm）偏心距:e0MN223.2（mm）判别结构破坏类型:h2a965.0（mm）因为e0h2，属于大偏心受拉钢筋面积计算:ee0h2a688.2（mm）AsAs0Nefy（h0a）1299.0（mm2）配筋率验算:规范要求最小配筋率min取大者（0.2，45ftfy）0.21（%）minbh11550（mm2）Asminbh11550（mm2）Asminbh11550（mm2） 4、选用钢筋计算已知：钢筋面积As11550（mm2）选用钢筋：根数36（根），直径16（mm），总面积11307.6（mm2），单根钢筋理论重量2.47（kg/m）。已知井宽5500，钢筋36根，计算钢筋间距为：5500/36=152.77mm取150mm。具体配筋如钢筋图所示。5.6后背结构及抗力计算 后背作为千斤顶的支撑结构，要有足够的强度和刚度，且压缩变形均匀。本工程采用钢筋砼预制块后背，这种后背安装方便，安装时应满足下列要求:使用干斤顶的着力中心高度不小于后背高度的13。 1、后背设置为满足本工程顶管的要求，后背设计长3500、高2000、厚1000的钢筋砼预制块结构。 2、顶力计算：后靠背稳定性验算主要考虑后靠背被动土承受的压力是否大于最大顶力。 人工顶管推力的理论计算：（GB）p*D*L*f k+N F式中p顶进阻力（KN）D管道外径（M）L顶进长度（M）f k管道外壁与土的单位平均摩阻力，取6.0（KN/）N F=/4*Dg2(1-e)*RDg管外径2.16米； e开口率取90%；R顶压阻力300500KN/,取400 KN/）本工程人工D1800顶管顶力（取最长一段）68米N F=3.14*2.162*(1-0.9)*400/4=146.5KNp=3.14*2.16*68*6+146.5=2913KN根据顶力计算，顶进后座选用的1台320t（3200KN）千斤顶。因此，总推力p =2913KN。根据总推力及管材轴向允许推力比较后，取最小值作为油缸的总推力。主顶选用1台320 t（3200KN）级油缸。因此可满足要求。 泥水平衡法机械顶管推力的理论计算：（GB8）p*D*L*f k+N F式中p顶进阻力（KN）D管道外径（M）L顶进长度（M）f k管道外壁与土的单位平均摩阻力，取16.0（KN/） NF=*D2/4*P其中 F1-顶管泥水阻力(t) D-顶管外径(m) -顶管泥水最大压力(t/m2) 与土层密实度、土层含水量、地下水位状况有关。根据有关工程统计资料和本工程的分析，估算工具头正面泥水压力为300KN/m2左右，NF=*D2/4*P*2.16/4*300720KN在考虑一次顶进距离最长为100.79m时p=3.14*2.16*100.79*13+720=9606KN根据该管径混凝土管的要求，顶力较小，顶进的后座采用4个250T的千斤顶。 3、后背土体稳定计算：后背在顶力作用下，产生压缩，压缩方向与顶力作用方向一致。当停止顶进，顶力消失，压缩变形随之消失。这种弹性变形现象是正常的，顶管中，后背不应当破坏，产生不允许的压缩变形。后背不允许出现上下或左右的不均匀压缩。否则，造成顶进偏差。为了保证顶进质量和施工安全，施工时应有后背的强度和刚度计算。后背设计长3500、高2000、厚1000的砼长方体预制块。后背土体稳定计算式：PFPKFP-工作井后壁被动土压力强度P-后靠背最大承受压强K-工作井稳定系数（取1.2）FP=12rH2KP+2CHKP=tg2(45+2)r-土的天然重度 （取18.5 KNm3）KP-被动土压系数H-工作井高度C-土的粘聚力（取16.3 Kpa）-土的内摩擦角（取16）则：顶管工作井，井深15米FP=1218.5152tg2（452）216.315=3248（Kpa）FPK=32481.2=2706（Kpa）顶进后背压强计算P=9606(3.52.0)=1372 Kpa由以上计算得知：P=1372 KpaFPK=2706 Kpa，满足后被土体稳定性验算条件。按上式计算，工作井加护套后土体稳定性能承受受力实际顶力能满期足要求。5.7降排水设计 根据地质水文情况，施工时必须通过降水及时降低管道沿线土层的含水量，以防止流砂等不良现象的发生，拟采用管井（直径600mm）降水来达到本次降水的目的，根据规范要求，水位降至作业面以下1m。由于距泾河较近。 5.7.1周边工程环境本工程的污水顶管基坑位于北侧辅道上，周围建筑物离开挖作业点较远，基坑对周边建（构）筑物基本无影响。 5.7.2降水技术方法选择及布置：依据勘察报告所提供水文地质条件，含水层岩性为细中砂、圆砾、粉质粘土，底板埋深515m，结合我公司的降水经验及施工工艺等特点，降水方案可选择管井降水方案。管井降水施工简单，质量易控制，降水效果明显，根据水头高度不同布置降水数量，降水点布置在距基坑边缘4m5m之间。管道沿线按梅花型布设降水井，降水井深统一按比工作面深10m打井。 1、基坑涌水量计算（当基坑降水8-10m时）： 本工程基坑远离边界且属潜水完整井，其涌水量按建筑基坑支护技术规程（JGJ12099）F.0.11式计算，为：Q =1.366Ks(2H-s)s/1g(1+R/r0) =1.366*5*10*（14-10）*10/1g(1+120/8) =2268(m3/d)式中 Q基坑涌水量m3/d；K渗透系数（设计参考值为5m/d）；M承压含水层厚度m；H潜水层含水厚度；（按7m）S基坑水位降深m；（按10m）R降水影响半径m（宜通过试验或根据当地经验确定，当基坑侧壁安全等级为二、三级时，可按经验公式计算R=2S（kH）0.5,=2*10*(5*7)0.5=120式中H含水层厚度；r0 基坑等效半径m（r0=0.29*（a+b）=0.29*（15+12）=8）单根井点管的出水量，按建筑基坑支护技术规程（JG120-99）8.3.4式计算，q=120rslK =120*3.14*0.3*3*K =758（m3/d）式中：q单根井点管的出水量（m3/d） rs过滤器半径（m）； l过滤器进水部分长度（m），经验值不小于1/3含水层厚度； k渗透系数（设计参考值为5m/d）；降水井的数量n，可按建筑基坑支护技术规程（JGJ12099）8.3.3式计算， n=1.1Q/q =1.1*2268/758=3.3 2、基坑涌水量计算：当基坑8m时Q =1.366*5*8*（14-8）*8/1g(1+96/6)=2131(m3/d) n=1.1Q/q=3当基坑降水为6m时n=2.3当基坑降水为5m时n=2当基坑降水为3m时 n=1 由以上计算得出当基坑降水8-10m采用4口井进行降水，当基坑降水5-8m采用3口井进行降水，当基坑降水3-5m采用2口井进行降水,当基坑降水3m以内采用1口井进行降水。3、对采用人工顶管和明开挖施工的管道，应在施工前对沿管道纵向进行降水，对降水深度在8-10m时采用间距15m梅花型布置降水井，当降水深度在工作5-8m时采用间距20m梅花型布置降水井，当降水深度在工作3-5m以下时采用间距25m梅花型布置降水井，当降水深度在工作3m以下时采用间距30m梅花型布置降水井。 4、降水过程中注意地下水位观测。在基坑开挖前及开挖过程中，眼井全部启动强力降水，之后可以根据水位观测情况及天气情况适当调整降水井数。管井内水泵位置置于底标高以下1米处，当管井内水位低于水泵时，停止抽水，当水位高于水泵位置，继续抽水。5.8顶管施工通风设施由于施工过程中难以避免人员进入已施工好的管道内进行作业，而施工好的管道内并没有新鲜空气进入，人员在里面呆的时间过久，极易导致人体缺氧而造成安全事故的发生，为此在进行顶管施工时，采用离心柜式风机送风，已达到管道内空气清新，并且交接班时应对管道内有毒气体进行检测，避免顶管内发生中毒现象。本工程采用离心柜式风机和200mmPVC管，所需供应的新鲜空气风量按管道同时工作的最多人数计算工作点处所需的风量； Q=kmq式中:Q-所需风量，m3min; k-风量备用安全系数，取k=23 m-洞内同时工作的最多人数 q-洞内每人每分钟需要新鲜空气量，通常按3m3/min计算。 按管内最多有三人同时工作计，取k=3, m=3,则:Q= kmq=3 3 3=27m3/min采用200PVC管，每百米漏风率一般控制在2%以下，取P=1.02则Q供=27*1.02=27.54m3/min,取风量大于30m3/min离心鼓风机作为通风设备。第6章 顶管施工技术方案6.1工作井、接收井井体施工 工作井、接收井直接施作于污水井位置，工作井与接收井交错布置，工作井采用钢筋砼护壁逆作法施工，井的形状为矩形，具体见设计图纸。 1、井的施工流程放线降水基坑开挖超平放线、验线支护人工挖土支护观测纠偏支护人工挖至设计标高浇筑底板砼安全防护。 2、工作井、接收井的制作 工作井、接收井按1：0.1放坡，混凝土采用C30商品混凝土浇筑而成，根据开挖深度根据地质不同而定，首层开挖深度不超3m。 基坑开挖前设置围栏，高度1.2米，双横杠间距0.35米，每2.5m立一根直杆，栏杆材料均采钢管搭接而成，护栏必须牢固、可靠。并用高1.8m的彩钢板封闭，同时悬挂闪光警示灯，设置安全警示标志，提醒非施工人员请勿靠近。 基坑开挖及进行基础施工过程中，运土车尽量采用小型的自卸三轮车在预定好的运输便道上运输土方，确保离基坑一定安全距离，防止动荷载引起坑壁塌方。井壁距路基设计标高40cm以上的护壁采用砖墙砌筑，砖墙为24墙，墙顶用1:7.5的水泥砂浆压顶。防止砖头脱落，落入井内伤人。6.2人工顶管施工方案6.2.1人工顶管施工流程详见图导轨安装施工准备后座顶板安装顶进设备安装后座千斤顶安装洞口止水装置安装偏差测量出土管道顶进顶进纠偏接口检查管节安装顶进结束6.2.2人工顶管工作井内设备安装 1、导轨安装。严格控制导轨的中心位置和高程，确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。由于工作井底板为砼，地基稳定，导轨直接放置在工作井的底板上；严格控制导轨顶面的高程，其纵坡与管道纵坡一致；导轨采用浇注砼予以固定，导轨长度采用3m，间距设置为60cm；导轨必须直顺。严格控制导轨的高程和中心。 2、下管、顶进、出土和挖土设备： 采用吊车下管，用千斤顶、高压油泵作为顶进设备，用斗车、垂直牵引的卷扬机作为出土设备。 3、照明设备：井内使用电压不大于36V 的低压照明。6.2.3引入测量轴线及水准点 1、将地面的管道中心桩引入工作井的侧壁上（两个点），作为顶管中心的测量基线。 2、将地面上的临时水准点引入工作井底不易碰撞的地方，作为顶管高程测量的临时水准点。6.2.4下管 1、下管前，要严格检查管材，不合格的严禁使用。 2、第一节管下到导轨上时，应测量管的中线及前后端管底高程。 3、要安装护口铁或弧形顶铁保护管口。6.2.5千斤顶和顶铁的安装 1、千斤顶的高程及平面位置：千斤顶的工作坑内的布置采用并列式，顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线，防止产生顶时力偶，造成顶进偏差。根据施工经验，采用机械挖运土方，管上部管壁与土壁有间隙时，千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/41/5 处为宜。 2、安装顶铁应无歪斜、扭曲现象，必须安装直顺。 3、每次退千斤顶加放顶铁时，应安放最长的顶铁，保持顶铁数目最少。 4、顶进中，顶铁上面和侧面不能站人，随时观察有无扭曲现象，防止顶铁崩离。6.2.5 顶进施工 工作坑内设备安装完毕，经检查各部分处于良好状态。即可进行试顶。首先校测设备的水平及垂直标高是否符合设计要求，合格后即可顶进工具头，然后安放混凝土管节，再次测量标高，确定无误后进行试顶，待调整各项参数后即可正常顶进施工。在施工过程中，做到勤挖勤顶勤测，加强监控。顶进施工时，其操作过程如下： 1、安装好顶铁挤牢，工具管前端破取一定长度后，启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个工作行程，将管子推向一定距离。 2、停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。 3、添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。 4、卸下顶铁，下管，用弹性密封单橡胶圈接混凝土管，以保证接口缝隙和受力均匀，保证管与管之间的连接安全。6.2.6 顶进施工中的重点工序 1、测量 测量次数：在顶第一节管时及校正顶进偏差过程中，应每顶进2030cm，即对中心和高程测量一次；在正常顶进中，应每顶进50100cm 时，测量一次。 中心测量：根据工作井内测设的中心桩、挂中心线，利用中心尺，测量头一节管前端的轴线中心偏差。 高程测量：使用水准仪和高程尺，测首节管前端内底高程，以控制顶进高程，同时，测首节管后端内底高程，以控制坡度。工作井内应设置两个水准点，以便闭合之用，经常校核水准点，提高精度。 一个管段顶完后，应对中心和高程再作一次竣工测量，一个接口测一点，有错口的测两点。 2、纠偏： 当测量发现偏差在1020mm 时，采用超挖纠偏法，即在偏向的反侧适当超挖，在偏向侧不超挖，甚至留坎，形成阻力，施加顶力后，使偏差回归。 当偏差大于20mm 时，采用千斤顶纠偏法，当超挖纠偏不起作用时，用小型千斤顶顶在管端偏向的反侧内管壁上，另一端斜撑在有垫板的管前土壁上，支顶牢固后，即可施加顶力。同时配合超挖纠偏法，边顶边支，直至使偏差回归。 3、管前挖土要求 在道路和重要构筑物下，不得超越管段以外100mm，管周不得超挖，并随挖随顶。 在一般顶管地段，如土质良好，可超挖管端300500mm，在管周上面下面135 度范围外允许超挖15mm，下面135 度范围内，不得超挖。6.3泥水平衡法顶管施工方案6.3.1工作坑设备、地面设备安装 工作井施工期间，进行工作井上的设备安装准备工作，包括砌筑工具头系统的泥浆池砖墙及触变泥浆系统的泥浆池砖墙、安装泥水处理系统、安装进泥浆的渣浆泵及管道系统、压触变泥浆的螺杆式泥浆泵及管道系统、安装地面操作系统及操作系统的防雨棚、接好水电等工作。 工作井施工完毕后，可进行工作井下的设备安装准备，包括穿墙位置止水密封橡胶的安装、整体式顶进系统的安装（千斤顶、导轨等）、出泥浆的渣浆泵及管道系统的安装、测量系统的安装。 1、安装导轨： 先复核管道中心位置，采用装配式轻型导轨，按轨距安放在砼基础面上。二根轨道必须互相平行、等高，导轨面的中心标高按设计沟底标高设置，坡度与设计管道坡度相一致，工作坑的砼基础面标高为沟底标高减去导轨的构造高度和10mm以下调整的薄铁板厚度。导轨定位后必须稳固、正确，在顶进中承受各种负载时不位移、不变形、不沉降。 2、安装主顶设备： 将主顶千斤顶对称布置为4只，固定在组合千斤顶架上作整体吊装。每台千斤顶规格一致，行程同步，油路并联，共同作用，均备有独立的控制阀，伸出的最大行程小于油缸行程10cm左右。 油泵设备设在距离主顶千斤顶的近处，并设置防雨棚，油路安装顺直，减小转角，接头不漏油，油泵的最大工作压力不大于32kpa，装有限压阀、溢流阀和压力表等指标保护装置，安装完毕后必须进行试车，在顶进中定时检修维护，及时排除故障。 选择符合要求刚度的马蹄形顶铁，受力后无变形，相邻面垂直，排列不扭曲，单块放置稳定性好，连续部位不脱焊、不凸面，与导轨的接触面平整，顶进前滑动部分抹油润滑。 环形顶铁与管口相吻合，中间用软木板衬垫。 3、安装前墙止水圈 为了防止顶管机头进出工作坑洞口流入泥水，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不致流失，事先安装好前墙止水圈，其组成部分为预埋法兰底盘、橡胶板、钢压板、垫圈与螺栓。法兰底盘预先埋设在砼井内，中心正确，端面平整，安装牢固，螺栓